顾建农，晏 欣，张志宏，赵 昕

(1.海军工程大学理学院，湖北 武汉 430033;2.武汉大学水利水电学院，湖北 武汉 430021)

1 概述

柔性壁减阻的设想最早是由 Kramer［1］(1957)提出的，其减阻原因通常被解释为粘弹性材料的柔性壁可以提高层流边界层的稳定性，从而推迟边界层的转捩。然而对于实际的水下航行体，其边界层通常是湍流边界层，因此从实用的角度看，更希望将柔性壁材料用于湍流边界层的减阻。

相对于大量的柔性壁减阻模型分析和数值仿真而言，成功的柔性壁减阻测量试验仍相当缺乏。1983～1984 年间，Chung和 Merril［2］利用转盘试验观察到硅聚合物涂层的减阻，但不知试验流体是处在层流状态还是湍流状态。Taylor等［3－4］试验得到了湍流边界层的减阻，但他们所采用的柔性涂层十分柔软，涂层的形变会产生压力梯度而影响减阻测量。1986 ～1987 年间，Willis和 Gaster等［5－6］为研究在平板边界层下柔性涂料对TSW演化的影响，做了细致、精确而又复杂的试验，试验结果显示，相对于刚性面，柔性壁能有效地降低不稳定性。1991年，Kulick等［7］应用优化的粘弹性柔性壁，在湖中进行试验，结果显示所使用的柔性壁能有效地降低湍流表面摩擦阻力和流动噪声，降幅达到了17%。由于在淡水湖中试验，试验的条件并未完全受到控制，为此，1997年，英国的Choi等［8］采用与Kulick试验相同的模型，进行2种柔性涂层的实验室水洞阻力测试，同光滑的刚性壁相比，其中一种弹性模量为2.81×106Pa、密度为2.14×103kg/m3、损耗因子为0.084～0.092的硅橡胶涂层在试验的流速范围 (2～6 m/s)内减阻率达到7%，壁压波动强度减少了19%，边界层湍流强度减少了5%。……